JP2021513310A - 量子カオス波束デジタル信号生成方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、量子カオス波束デジタル信号生成方法を提供し、Ｎ行Ｎ列のエルミート正方行列Ｈを与えるステップと、数値計算方法により、ハミルトニアンが前記Ｈである量子ハミルトン系のＮ個の固有波動関数φ_ｊを計算するステップと、カオス判定法に基づき、量子カオス現象を示す一部又はすべての固有波動関数φ_ｊを抽出し、量子カオス波動関数とするステップと、古典的信号と量子力学における波動関数との間に数学上存在する対応関係に基づき、量子カオス波動関数と同一の数学的形式を有し、且つ長さがＮである半古典的量子カオス波束デジタル信号φ_ｊ（ｎ）を得、量子力学の基本原理を古典的信号の時間−周波数解析と結び付けることにより、古典的時間−周波数信号と量子力学における波動関数との間に数学上存在する対応関係に基づき、半古典的量子カオス波束デジタル信号を生成するステップとを含み、該信号は、古典的カオス信号の特性を有するだけでなく、独特な分割スペクトル特性をも有する。

Description

本発明は、無線通信及びレーダーの技術分野に関し、特に、量子カオス波束デジタル信号生成方法に関する。

古典的カオス信号は、初期値に対する鋭敏性、疑似ランダム性、非周期性、ノイズ様広域帯特性、鋭敏な自己相関性を有するため、カオス信号の通信、レーダーにおける応用は、広大な将来性を有する。しかしながら、カオス信号の実用性は主に、干渉下におけるカオス同期に制限されている。

孫克輝が編著し、清華大学出版社が２０１５年２月に出版した『カオス機密保持通信原理と技術』は、カオス理論と応用研究の進展、カオス研究解析方法、典型的カオス系を述べた上で、カオス機密保持通信システムに関連する基本技術と方法を重点的に研究し、カオス同期制御技術、カオス機密保持通信方式、カオス暗号化システムの原理と設計、カオス回路の設計と実現技術等を含んでいる。

孫克輝，「カオス機密保持通信原理と技術」，清華大学出版社，２０１５年２月

この論文が述べたカオス同期方法は、干渉存在下における同期性能が急激に悪化し、それにより情報伝送速度、ビット誤り率等の通信性能を著しく制約する。

上記技術的課題を解決するため、本発明は、量子カオス波束デジタル信号生成方法を打ち出し、量子力学の基本原理を古典的信号の時間−周波数解析と結び付けることにより、古典的時間−周波数信号と量子力学における波動関数との間に数学上存在する対応関係に基づき、半古典的量子カオス波束デジタル信号を生成する。該信号は、古典的カオス信号の特性を有し、古典的カオス通信におけるカオス同期問題を解決しただけでなく、独特な分割スペクトル特性をも有し、ＧＮＳＳ中のＢＯＣ分割スペクトル信号に類似する周波数スペクトル漏洩問題を解消し、その他の古典的無線信号との極めて高い互換性を提供することができる。

本発明は、量子カオス波束デジタル信号生成方法を提供し、以下のステップを含む。
ステップ１：Ｎ行Ｎ列のエルミート正方行列Ｈを与える。
ステップ２：数値計算方法により、ハミルトニアンがＨである量子ハミルトン系のＮ個の固有波動関数φ_ｊを計算する。
ステップ３：カオス判定法に基づき、量子カオス現象を示す一部又はすべての固有波動関数φ_ｊを抽出し、量子カオス波動関数とする。
ステップ４：古典的信号と量子力学における波動関数との間に数学上存在する対応関係に基づき、量子カオス関数と同一の数学的形式を有し、且つ長さがＮである半古典的量子カオス波束デジタル信号φ_ｊ（ｎ）を得る。

好ましくは、前記エルミート正方行列Ｈを量子ハミルトン系のハミルトニアンとして用いる。その数学的形式は、

である。
式中、ａ、ｂ、σは、所定のパラメータである。

上記いずれかの発明において、好ましくは、前記ハミルトニアンＨを有する量子ハミルトン系には量子カオス運動が存在し、具体的にはその固有波動関数が古典的カオス信号に類似する独特の性質を有することとして示される。

上記いずれかの発明において、好ましくは、前記固有波動関数φ_ｊの数値制約条件は、

であり、
式中、Ｅ_ｊは、前記固有波動関数φ_ｊに対応するエネルギー準位を表す。

上記いずれかの発明において、好ましくは、前記数値計算方法は、分割統治法及びヤコビ法のうちの少なくとも１種を含む。

上記いずれかの発明において、好ましくは、前記数値計算方法によりＮ次エルミート正方行列Ｈのすべての特徴ベクトルφ_ｊを求解し、すべて異なる行列摂動Ｈ'を導入するため、差がより大きな特徴ベクトルφ_ｊを得ることになる。

上記いずれかの発明において、好ましくは、セルフパワースペクトル密度法を前記カオス判定法として用いる。
上記いずれかの発明において、好ましくは、前記カオス判定法は、まずすべての固有波動関数φ_ｊをフーリエ変換し、その運動量スペクトルΨ_ｊを解析するステップを含む。
上記いずれかの発明において、好ましくは、前記カオス判定法は、前記運動量スペクトルΨ_ｊの特性に応じて、該固有波動関数が量子カオス現象を有するか否かを判断するステップをさらに含む。

上記いずれかの発明において、好ましくは、前記運動量スペクトルΨ_ｊの特性は、前記運動量スペクトルΨ_ｊが拡張した場合、該固有波動関数が量子カオス現象を示すことであり、量子カオス波動関数であることである。

本発明は、量子カオス波束デジタル信号生成方法を打ち出し、量子ハミルトン系の量子カオス波動関数を求解することにより得られる量子カオス波束デジタル信号は、古典的カオス信号の特性を有するだけでなく、独特な分割スペクトル特性を有するため、非ホワイトノイズ信号に類似する性質を有することにもなる。半古典的量子カオス波束デジタル信号は、古典的カオス通信におけるカオス同期問題を解決しただけでなく、その他の古典的無線信号と極めて高い互換性を提供することもできる。

本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の一好適実施例によるフローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の一好適実施例による直接方式量子カオス波束統合無線システムブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例によるインバータ方式量子カオス波束統合無線システムブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による量子カオス波束統合無線システムの動作フローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による量子カオス波束信号の生成及び分配方法のフローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による量子カオス波束キーイング通信方法のフローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図３に示された実施例による量子カオス波束同期復調モジュールブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による量子カオス波束同期復調モジュールブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図４に示された実施例による量子カオス波束同期復調モジュールの動作フローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による原始画像／データ直交波束逆変換解凍モジュールの動作フローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による量子カオス波束一次レーダー目標探知システムブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図６に示された実施例による量子カオス波束一次レーダー目標検出モジュールブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図６に示された実施例による量子カオス波束一次レーダー目標検出モジュールの動作フローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による量子カオス波束二次レーダー目標識別システムブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図７に示された実施例による量子カオス波束二次レーダー信号生成モジュールブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図７に示された実施例による量子カオス波束二次レーダー信号生成モジュールの動作フローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図７に示された実施例による量子カオス波束二次レーダー目標識別モジュールブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図７に示された実施例による量子カオス波束二次レーダー目標識別モジュールの動作フローチャートである。

以下では、図面及び具体的実施例を結び付けて、本発明をさらに詳述する。

［実施例１］
量子力学の基本原理を古典的信号の時間−周波数解析と結び付けることにより、古典的時間−周波数信号と量子力学における波動関数との間に数学上存在する対応関係に基づき、半古典的量子カオス波束デジタル信号を生成する。該デジタルカオス信号は、古典的カオス信号の性質を有するだけでなく、独特な分割スペクトル特性も有する。半古典的量子カオス波束デジタル信号の生成手順は、図１に示されたステップを実行する。

ステップ１００を実行する。Ｎ行Ｎ列のエルミート正方行列Ｈを与え、量子ハミルトン系のハミルトニアンとして用いる。その数学的形式は以下のとおりである。

式中、ａ、ｂ、σは、所定のパラメータである。

ステップ１１０を実行する。一定の数値計算方法により、ハミルトニアンがＨである量子ハミルトン系のＮ個の固有波動関数φ_ｊを計算する。その数値制約条件は以下のとおりである。

式中、Ｅ_ｊは、前記固有波動関数φ_ｊに対応するエネルギー準位を表す。分割統治法、ヤコビ法等の数値計算方法により、Ｎ次エルミート正方行列Ｈのすべての特徴ベクトルφ_ｊを求解する場合、すべて行列摂動Ｈ'に導入し、且つ異なる数値計算方法は、異なる摂動を有するため、特徴ベクトルφ_ｊの差は大きくなる。

ステップ１２０を実行する。運動量スペクトル密度法をカオス判定法として用い、量子カオス現象を示す一部又はすべての固有波動関数φ_ｊを抽出し、量子カオス波動関数とする。運動量スペクトル密度法は、まずすべての固有波動関数φ_ｊをフーリエ変換し、その運動量スペクトルΨ_ｊを解析する。その後、該運動量スペクトルΨ_ｊが拡張するかどうかに応じて、該固有波動関数が量子カオス現象を有するか否かを判断し、運動量スペクトルΨ_ｊが拡張する場合、該固有波動関数は、量子カオス現象を有する量子カオス波動関数にほかならない。

ステップ１３０を実行する。古典的信号と量子力学における波動関数との間に数学上存在する対応関係に基づき、量子カオス波動関数と同一の数学的形式を有し、且つ長さがＮである半古典的量子カオス波束デジタル信号φ_ｊ（ｎ）を得る。

［実施例２］
量子カオス波束統合無線システムは、量子カオス波束機密保持通信、量子カオス波束一次レーダー探知、量子カオス波束二次レーダー識別の３種類の機能を融合し、デジタル化、多機能、パラメータ設定可能な統合ソフトウェア無線システムを形成する。システム送信信号の特徴に応じて、「直接方式」量子カオス波束統合無線システム（図２に示されたとおり）と、「インバータ方式」量子カオス波束統合無線システム（図２Ａに示されたとおり）に分けることができる。

量子カオス波束統合無線システムは主に、量子カオス波束キーイング通信サブシステム、量子カオス波束一次レーダーサブシステム、量子カオス波束二次レーダーサブシステム等からなる。量子カオス波束統合無線システムの動作フローは主に、図２Ｂに示された４つのフローを含み、ここで、量子カオス波束デジタル信号の生成及び分配サブフロー２００をまず実行しなければならず、その後、量子カオス波束機密保持通信サブフロー２１０、量子カオス波束一次レーダー目標探知サブフロー２２０及び量子カオス波束二次レーダー目標識別サブフロー２３０の少なくとも１つを選択する必要がある。

量子カオス波束デジタル信号の生成及び分配サブフロー２００：システム性能要件に応じて、量子カオス波束信号を生成、分配する
量子カオス波束統合無線システムの主要な動作フローは、量子カオス波束デジタル信号の生成及び分配にほかならず、手順は図２Ｃに示されたステップを実行する。
ステップ２５０を実行する。Ｎ行Ｎ列のエルミート正方行列Ｈを与える。

式中、ａ、ｂ、σは所定のパラメータである。

ステップ２５１を実行する。分割統治法、ヤコビ法等の数値計算方法により、Ｎ次エルミート正方行列Ｈのすべての特徴ベクトルφ_ｊを求解する。

ステップ２５２を実行する。セルフパワースペクトル密度法等一定のカオス判定法に基づき、カオス現象を示すすべて又は一部の特徴ベクトルφ_ｊを抽出する。

ステップ２５３を実行する。古典的信号と量子力学における波動関数との間に数学上存在する対応関係に基づき、長さがＮであるｊ個の量子カオス波束デジタル信号φ_ｊ（ｎ）を得る。

ステップ２５４を実行する。異なる量子カオス波束デジタル信号を、電磁互換性等一定の最適原則に基づき、例えば、φ_ｊ１（ｎ）及びφ_ｊ２（ｎ）は量子カオス波束キーイング機密保持通信に用い、φ_ｊ３（ｎ）は量子カオス波束一次レーダー目標探知に用い、φ_ｊ４（ｎ）は量子カオス波束二次レーダー目標識別に用いる等、量子カオス波束機密保持通信、量子カオス波束一次レーダー目標探知、量子カオス波束二次レーダー目標識別等に分配する。

量子カオス波束機密保持通信サブフロー２１０：量子カオス波束キーイング通信（オプションフロー）を実施する
量子カオス波束機密保持通信サブフローは、オプションサブフローであり、主に、図３に示された、原始画像／データ直交波束変換圧縮モジュール３０１、量子カオス波束キーイング変調モジュール３０２、量子カオス波束信号送信受信モジュール３０３、量子カオス波束同期復調モジュール３０４、原始画像／データ直交波束逆変換解凍モジュール３０５の５つのモジュール等を含む。

１、原始画像／データ直交波束変換圧縮モジュール３０１（オプションモジュール）
原始画像／データ直交波束変換圧縮モジュール３０１は、オプションモジュールであり、主に、２回の直交波束変換により原始画像／データに対する圧縮を完成し、通信効率を高め、手順は図３Ａに示されたステップを実行する。

ステップ３１０を実行する。二次元画像／データＰ_ｔＮ×Ｎに対して「行」ごとにＮ点直交波束変換を行い、一次直交波束変換結果Ｐ_ｔ ^１ _Ｎ×Ｎを得る。

ステップ３２０を実行する。一次直交波束変換結果Ｐ_ｔ ^１ _Ｎ×Ｎに対して「列」ごとに同様のＮ点直交波束変換を行い、二次直交波束変換結果Ｐ_ｔ ^２ _Ｎ×Ｎを得る。

ステップ３３０を実行する。二次直交波束変換結果Ｐ_ｔ ^２ _Ｎ×Ｎを圧縮処理し、一定の閾値Ｐ^２を超える画像データのみを残し、最終的に直交波束変換圧縮後の画像データを得る。

２、量子カオス波束キーイング変調モジュール３０２
量子カオス波束キーイング変調モジュール３０２は、必須モジュールであり、主に、伝送されたバイナリデータＤ（ｎ）を用いて、２本の量子カオス波束キーイングシーケンスに対するキーイング変調を完成し、量子カオス波束機密保持通信ベースバンド信号を生成する。

式中、Ｎは、量子カオス波束の長さである。

３、量子カオス波束信号送信／受信モジュール３０３
量子カオス波束信号送信／受信モジュール３０３は、必須モジュールであり、主に、量子カオス波束ベースバンド信号の送信及び受信を完成する。送信機（送信側）は、量子カオス波束通信ベースバンド信号を「直接方式」又は「インバータ方式」により送信する。受信機（受信側）は、「直接方式」又は「スーパーヘテロダイン方式」により量子カオス波束通信信号を含むベースバンド信号を受信する。図２及び図２Ａに示されたとおりである。

４、量子カオス波束同期復調モジュール３０４
量子カオス波束同期復調モジュール３０４は、必須モジュールであり、主に、受信した量子カオス波束通信信号を含むベースバンド信号に対する量子カオス波束同期復調を完成しキーイング変調データＤ（ｎ）を得る。該モジュール構成ブロック図は、図４に示されたとおりであり、手順は図４Ａに示されたステップを実行する。
ステップ４００を実行する。受信した量子カオス波束ベースバンド信号についてそれぞれ２本の量子カオス波束キーイングシーケンスとの間のデジタル相関演算を行い、２本の非マイナスの量子カオス波束デジタル相関シーケンスを得る。

式中、ｊ＝ｊ１、ｊ２である。

ステップ４１０を実行する。２本の非マイナスの量子カオス波束デジタル相関シーケンスＲ_ｊ１（ｋ）及びＲ_ｊ２（ｋ）について、ステップ幅がＫである積分演算を行い、量子カオス波束同期デジタル相関積分Ｉ^ｓｙｎｃ（ｎ）を得る。

式中、ｊ＝ｊ１、ｊ２であり、ｋ＝１，２，…Ｋである。それと同時に、それぞれ２本の非マイナスの量子カオス波束デジタル相関シーケンスＲ_ｊ１（ｋ）及びＲ_ｊ２（ｋ）について、ステップ幅がＭである積分演算を行い、２つの量子カオス波束復調デジタル相関積分Ｉ_ｊ ^{Ｄｅｍｏｄ}（ｎ）を得る。通常、ＭはＫより５〜８大きい。

式中、ｊ＝ｊ１、ｊ２であり、ｍ＝１，２，…，Ｍである。

ステップ４２０を実行する。１つの量子カオス波束デジタル相関同期積分と２つの量子カオス波束デジタル相関復調積分とを判定、推定し、キーイング変調データを得る。まず、量子カオス波束デジタル相関同期積分に基づき生成サイクルがα＝０．７等、α×Ｔ_ＣＷＰを超える量子カオス波束同期ゼロリセットパルスを作動させる。式中、Ｔ_ＣＷＰは、量子カオス波束長さである。量子カオス波束同期ゼロリセットパルストリガの作動条件は、量子カオス波束デジタル相関同期積分Ｉ^ｓｙｎｃ（ｎ）が同期判定閾値Ｉ_ｒｅｆより大きいことであり、その後、量子カオス波束同期ゼロリセットパルスがコンパレータを作動させ、２つの量子カオス波束デジタル相関復調積分Ｉ_ｊ ^{Ｄｅｍｏｄ}（ｎ）を比較し、バイナリキーイング変調データＤ（ｎ）を出力する。

５、原始画像／データ直交波束逆変換解凍モジュール３０５（オプションモジュール）
原始画像／データ直交波束逆変換解凍モジュール３０５は、オプションモジュールであり、主に、２回の直交波束逆変換により、受信した画像／データに対する解凍を完成し、手順は図５に示されたステップを実行する。

ステップ５００を実行する。Ｄ（ｎ）中の［ｍ，ｎ，Ｐ^２］をＮ次正方行列Ｐ_ｒ ^２として回復し、受信した画像データに対する解凍前処理を完成する。

ステップ５１０を実行する。圧縮画像データＰ_ｒ ^２ _Ｎ×Ｎに対して「列」ごとに一次Ｎ点直交波束逆変換を行い、画像一次直交波束逆変換解凍データＰ_ｒ ^１ _Ｎ×Ｎを得る。

ステップ５２０を実行する。画像一次直交波束逆変換解凍データＰ_ｒ ^１ _Ｎ×Ｎに対して「行」ごとに同様のＮ点直交波束逆変換を行い、画像二次直交波束逆変換解凍データＰ_ｒＮ×Ｎ、すなわち受信した画像又はデータを得る。

量子カオス波束一次レーダー目標探知サブフロー２２０：量子カオス波束一次レーダー目標探知（オプションフロー）を実施する

量子カオス波束一次レーダー目標探知サブフローは、オプションサブフローであり、主に、図６に示された、量子カオス波束一次レーダー信号生成モジュール６００、量子カオス波束一次レーダー目標検出モジュール６０２、量子カオス波束信号送信受信モジュール６０１の３つのモジュール等を含む。

１、量子カオス波束一次レーダー信号生成モジュール６００
量子カオス波束一次レーダー信号生成モジュールは、必須モジュールであり、主に、一次レーダー量子カオス波束シーケンスの反復送信を完成し、量子カオス波束一次レーダーベースバンド信号を生成する。

式中、Ｎは、量子カオス波束の長さである。

２、量子カオス波束信号送信／受信モジュール６０１
量子カオス波束信号送信／受信モジュールは、必須モジュールであり、主に、量子カオス波束一次レーダー信号を含むベースバンド信号の送信及び受信を完成する。送信機は、量子カオス波束ベースバンド信号を「直接方式」又は「インバータ方式」により送信する。受信機は、「直接方式」又は「スーパーヘテロダイン方式」により量子カオス波束一次レーダー目標反射信号を含むベースバンド信号を受信する。図２及び図２Ａに示されたとおりである。

３、量子カオス波束一次レーダー目標検出モジュール６０２
量子カオス波束一次レーダー目標検出モジュールは主に、受信した量子カオス波束ベースバンド信号（一次レーダー目標反射信号を含む）について量子カオス波束相関検出を行い、一次レーダー目標双方向タイムラグ推定値を抽出する。該モジュール構成ブロック図は、図６Ａに示されたとおりであり、手順は図６Ｂに示されたステップを実行する。

ステップ６１０を実行する。受信した量子カオス波束ベースバンド信号（一次レーダー目標反射信号を含む）及びローカル送信した一次レーダー量子カオス波束シーケンスについてデジタル相関演算を行い、非マイナスの一次レーダー量子デジタル相関シーケンスを得る。

ステップ６２０を実行する。ステップ幅が２Ｋである一次レーダーデジタル相関シーケンス中で、最大値Ｒ_ｍａｘ及びその遅延ｋ_０を探し出す。

ステップ６３０を実行する。一次レーダーデジタル相関シーケンス最大値Ｒ_ｊ３（ｋ_０）を一次レーダー検出判定閾値Ｒ_ｒｅｆと比較し、一次レーダー目標ゼロリセット検出パルスを生成する。

ステップ６４０を実行する。一次レーダー目標ゼロリセット検出パルスが正規化重み付け積分演算を作動させ、一次レーダー目標双方向タイムラグ推定値を得る。

量子カオス波束二次レーダー目標識別サブフロー２３０：量子カオス波束二次レーダー目標識別（オプションフロー）を実施する
量子カオス波束二次レーダー目標識別サブフローは、オプションサブフローであり、主に、図７に示された、量子カオス波束二次レーダー信号生成モジュール７００、量子カオス波束二次レーダー目標識別モジュール７０２、量子カオス波束信号送信受信モジュール７０１の３つのモジュール等を含む。

１、量子カオス波束二次レーダー信号生成モジュール７００
量子カオス波束二次レーダー信号生成モジュール７００は主に、量子カオス波束一次レーダー信号の捕獲を完成し、その後、量子カオス波束一次レーダー信号を含むベースバンド信号に対する捕獲時刻における署名転送を完成し、最終的に量子カオス波束二次レーダー信号を生成する。該モジュール構成ブロック図は、図７に示されたとおりであり、手順は図７Ｂに示されたステップを実行する。

ステップ７１０を実行する。受信した量子カオス波束ベースバンド信号（一次レーダー送信信号を含む）及び一次レーダー量子カオス波束シーケンスについてデジタル相関演算を行い、非マイナスの一次レーダーデジタル相関シーケンスを得る。

ステップ７１１を実行する。ステップ幅が２Ｋである一次レーダーデジタル相関シーケンＲ_ｊ３ ^１（ｋ）中で、一次レーダー検出判定閾値Ｒ_ｒｅｆ ^１を超える最大値Ｒ_ｍａｘ ^１に対応する遅延ｋ_０ ^１を探し出し、量子カオス波束一次レーダー信号の捕獲を完成する。

ステップ７１２を実行する。時刻ｋ_０ ^１の点で、受信した量子カオス波束ベースバンド信号に対して二次レーダー量子カオス波束署名信号をオーバーレイし、量子カオス波束二次レーダー信号を生成する。

２、量子カオス波束信号送信／受信モジュール７０１
量子カオス波束信号送信／受信モジュールは主に、量子カオス波束二次レーダー信号を含むベースバンド信号の送信及び受信を完成する。送信機（目標）は、量子カオス波束ベースバンド信号を「直接方式」又は「インバータ方式」により送信する。受信機は、「直接方式」又は「スーパーヘテロダイン方式」により量子カオス波束二次レーダー目標転送信号を含むベースバンド信号を受信する。図２及び図２Ａに示されたとおりである。

３、量子カオス波束二次レーダー目標識別モジュール７０２
量子カオス波束二次レーダー目標識別モジュールは主に、受信した量子カオス波束ベースバンド信号（二次レーダー目標署名転送信号を含む）について量子カオス波束結合相関検出を行い、二次レーダー目標双方向タイムラグ推定値を抽出する。該モジュールは図７Ｃに示されたとおりであり、手順は図７Ｄに示されたステップを実行する。

ステップ７２０を実行する。受信した二次レーダー目標署名転送信号を含むベースバンド信号についてそれぞれ一次レーダー量子カオス波束送信信号及び二次レーダー量子カオス波束署名信号との間でデジタル相関演算を行う。

ステップ７２１を実行する。ステップ幅が２Ｋである一次レーダーデジタル相関シーケンスＲ_ｊ３（ｋ）中で、最大値Ｒ_ｍａｘ及びその遅延ｋ_０を探し出す。

ステップ７２２を実行する。一次レーダーデジタル相関シーケンス最大値Ｒ_ｊ３（ｋ_０）を一次レーダー検出判定閾値Ｒ_ｒｅｆと比較し、一次レーダー目標ゼロリセット検出パルスを生成する。

ステップ７２３を実行する。一次レーダー目標ゼロリセット検出パルスが正規化重み付け積分演算を作動させ、一次レーダー目標双方向タイムラグ推定値を得る。

ステップ７２４を実行する。［ｋ］を中心とする２δ_ｎ＋１個の二次レーダーデジタル相関シーケンスＲ_ｊ４（ｋ）を積分カウントし、その後、二次レーダー目標識別判定閾値Ｒ_{ｊ４ ｒｅｆ}と比較し、二次レーダー目標双方向タイムラグ推定値出力を生成し、パルスをイネーブルし、最後に二次レーダー目標の双方向タイムラグ（タイムラグゼロを含む）を出力する。

本発明をよりよく理解するため、以上では本発明の具体的実施例を結び付けて詳細な記述を行ったが、本発明を制限するものではない。本発明の技術的実質に基づき以上の実施例に対して行ったいかなる簡単な変更も、やはり本発明の技術範囲に属する。本明細書中の各実施例が重点的に説明したのはすべて、その他の実施例と異なる点であり、各実施例の間で同一又は類似の部分は互いに参照すればよい。システム実施例について言えば、方法実施例にほぼ対応しているため、比較的簡単に記述した。関連する点は、方法実施例の部分の説明を参照すればよい。

本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の一好適実施例によるフローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の一好適実施例による直接方式量子カオス波束統合無線システムブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例によるインバータ方式量子カオス波束統合無線システムブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による量子カオス波束統合無線システムの動作フローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による量子カオス波束信号の生成及び分配方法のフローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による量子カオス波束キーイング通信方法のフローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図３に示された実施例による直交波束変換圧縮モジュールの動作フローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による量子カオス波束同期復調モジュールブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図４に示された実施例による量子カオス波束同期復調モジュールの動作フローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による原始画像／データ直交波束逆変換解凍モジュールの動作フローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による量子カオス波束一次レーダー目標探知システムブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図６に示された実施例による量子カオス波束一次レーダー目標検出モジュールブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図６に示された実施例による量子カオス波束一次レーダー目標検出モジュールの動作フローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図２に示された実施例による量子カオス波束二次レーダー目標識別システムブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図７に示された実施例による量子カオス波束二次レーダー信号生成モジュールブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図７に示された実施例による量子カオス波束二次レーダー信号生成モジュールの動作フローチャートである。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図７に示された実施例による量子カオス波束二次レーダー目標識別モジュールブロック図である。 本発明の量子カオス波束デジタル信号生成方法の図７に示された実施例による量子カオス波束二次レーダー目標識別モジュールの動作フローチャートである。

ステップ７２１を実行する。ステップ幅が２Ｋである一次レーダーデジタル相関シーケンスＲ_ｊ３（ｋ）中で、最大値Ｒ_ｍａｘ及びその遅延ｋ_０を探し出す。

Claims (10)

1. ステップ１：Ｎ行Ｎ列のエルミート正方行列Ｈを与える
   ステップ２：数値計算方法により、ハミルトニアンが前記Ｈである量子ハミルトン系のＮ個の固有波動関数φ_ｊを計算する
   ステップ３：カオス判定法に基づき、量子カオス現象を示す一部又はすべての固有波動関数φ_ｊを抽出し、量子カオス波動関数とする
   ステップ４：古典的信号と量子力学における波動関数との間に数学上存在する対応関係に基づき、量子カオス波動関数と同一の数学的形式を有し、且つ長さがＮである半古典的量子カオス波束デジタル信号φ_ｊ（ｎ）を得る
   以上のステップを含む、量子カオス波束デジタル信号生成方法。
2. 前記エルミート正方行列Ｈを量子ハミルトン系のハミルトニアンとして用い、その数学的形式は、
   

   

   であり、
   式中、ａ、ｂ、σは、所定のパラメータであることを特徴とする、請求項１に記載の量子カオス波束デジタル信号生成方法。
3. 前記ハミルトニアンＨを有する量子ハミルトン系に量子カオス運動が存在し、具体的にはその固有波動関数が古典的カオス信号に類似する独特の性質を有することをとして示されることを特徴とする、請求項２に記載の量子カオス波束デジタル信号生成方法。
4. 前記固有波動関数φ_ｊの数値制約条件は、
   

   

   であり、
   式中、Ｅ_ｊは、前記固有波動関数φ_ｊに対応するエネルギー準位を表すことを特徴とする、請求項３に記載の量子カオス波束デジタル信号生成方法。
5. 前記数値計算方法は、分割統治法及びヤコビ法のうち少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項４に記載の量子カオス波束デジタル信号生成方法。
6. 前記数値計算方法によりＮ次エルミート正方行列Ｈのすべての特徴ベクトルφ_ｊを求解し、すべて異なる行列摂動Ｈ'に導入するため、差がより大きな特徴ベクトルφ_ｊを得ることになることを特徴とする、請求項５に記載の量子カオス波束デジタル信号生成方法。
   

   
7. セルフパワースペクトル密度法を前記カオス判定法として用いることを特徴とする、請求項１に記載の量子カオス波束デジタル信号生成方法。
8. 前記カオス判定法は、すべての固有波動関数φ_ｊをフーリエ変換し、その運動量スペクトルΨ_ｊを解析するステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載の量子カオス波束デジタル信号生成方法。
9. 前記カオス判定法は、前記運動量スペクトルΨ_ｊの特性に基づき、該固有波動関数が量子カオス現象を有するか否かを判断するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の量子カオス波束デジタル信号生成方法。
10. 前記運動量スペクトルΨ_ｊの特性とは、前記運動量スペクトルΨ_ｊが拡張した場合も、該固有波動関数が量子カオス現象を示し、量子カオス波動関数であることを指すことを特徴とする、請求項９に記載の量子カオス波束デジタル信号生成方法。

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